بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش پارامترهاي موثر بر تولید مناسب یک نیروگاه تولید پراکنده از نوع نیروگاه هاي بادي و خورشیدي را بررسی مینماییم. با عنایت به جغرافیاي خاص منطقه سیستان تمرکز خود را بر مدیریت بهره برداري از نیروگاههاي مذکور با توجه به پارامترهاي موثر بر تولید این نیروگاهها معطوف می نماییم. براي هر یک از پارامترهاي موثر، متغییرهاي مختلف را بررسی می کنیم و سپس قوانین را تعریف می کنیم.در نهایت نتیجه شبیه سازي در نرم افزار Matlab مکان یابی نهایی مکان بهینه یک نیروگاه را مشخص خواهد نمود.
مقدمه
تولید پراکنده یک مفهوم جدید در واژگان صنعت برق محسوب می شود اما مبناي کار این تولید چندان جدید به شمار نمی آید. در ابتداي راه تولید انرژي الکتریکی همه نیروگاه ها در نقش یک منبع تولید پراکنده جاي می گرفتند چرا که تولید آن ها تنها براي مشترکان فواصل نزدیک بود . از آنجائیکه شبکه هاي جریان مستقیم اولین شبکه هاي برق بودند به منظور ایجاد تعادل بین تولید و مصرف از منابع ذخیره موجود در محل نظیر باتري ها استفاده می شد.
همگام با پیشرفت فناوري هایی مانند ایجاد شبکه هاي جریان متناوب امکان انتقال برق در مسافت هاي طولانی بوجود آمد. ایجاد نیروگاهها و شبکه هاي بزرگ تولید و انتقال برق زمینه ساز تعادل بین تولید و مصرف از طریق تاثیر تعداد زیادي از بارهاي لحظه اي شد . پیشرفت فناوري و تغییرات اقتصادي و زیست محیطی سبب شده که مفهوم تولیدات پراکنده مورد توجه قرار گیرد. دلیل اقبال به سمت استفاده از نیروگاههاي تولید پراکنده عبارتند از :
• توسعه فناوري هاي نیروگاههاي تولید پراکنده
• محدودیت در ساخت خطوط انتقال
• افزایش تقاضاي قابلیت اطمینان بالاي شبکه هاي برق
• خصوصی سازي بازار عرضه و تقاضاي برق
منطق فازي
منطق فازي یکی از انواع منطق است که توسط استاد ایرانی پروفسور لطفی زاده در سال 1965 ابداع و در مقابل منطق ارسطویی دو دویی قرار گرفت . منطق پروفسور لطفی زاده این بود بشر براي برخی کارها نیاز به مقایسه دقیق ندارد و تنها اطلاع از کلیات کفایت می کند. کاربردهاي گوناگونی که براي منطق فازي ارائه شده از کنترل تجهیزات پیچیده صنعتی تا پیش بینی هوا را در بر می گیرد.
پتانسیل هاي منطقه سیستان
منطقه سیستان با بهره مندي از پتانسل انرژي باد قابلیت تامین بخشی از انرژي الکتریکی را دارد. بادهاي 120 روزه در سیستان معروفترین بادهاي محلی در کشور ایران می باشد که اوایل خرداد ماه تا اواخر شهریور ماه در منطقه وسیعی از شرق کشور می وزد . پراکندگی زمانی و مکانی و سرعت وزش باد 120 روزه سیستان داراي تنوع زیادي است ایستگاه زابل طولانی ترین و سریع ترین بادها را دارد. به واقع در سیستان وزش بادهاي قوي در طول مدت زیادي از سال جریان دارد.[1]
هدف کار
در این پژوهش قصد داریم با استفاده از منطق فازي الگویی براي مدیرت استفاده از نیروگاههاي تولید پراکنده بادي و خورشیدي براي منطقه سیستان ارائه دهیم. در ابتدا پارامترهاي موثر بر تولید این دو نوع منبع تولید پراکنده را بررسی نموده و سپس توابع عضویت مربوط به هر یک را در نرم افزار MATLAB و با استفاده از Fuzzy Toolbox پیاده سازي می کنیم. بعد از ایجاد Rule هاي مربوط به ارتباط بین پارامترها نتیجه نهایی را بررسی خواهیم کرد.
توربین بادي
توربین هاي بادي انرژي هواي در حال حرکت را گرفته و آنرا به انرژي الکتریکی تبدیل می کنند . فرآیند تبدیل انرژي باد به انرژي الکتریکی بسیار ساده است . اغلب توربین ها سه پره دارند و طراحی آئرودینامیکی آنها به گونه اي است که به سادگی به چرخش در آیند.
متغیرهاي فازي توربین بادي
در تعریف یک الگوي منطق فازي براي مدیریت و استفاده مفید از منابع تولید پراکنده متغییر هاي زیر را در نظر میگیریم:
سرعت مناسب باد
سرعت باد همواره ثابت نمی باشد و قدرت بیشتر باد هر چند انرژي بیشتري خواهد داشت اما معمولا سرعت بین 40 تا 88 کیلومتر در ساعت براي بیشترین تولید انرژي الکتریکی کفایت می کند . معمولا اگر سرعت باد کمتر از 40 کیلومتر بر ساعت باشد توربین ها حرکت نخواهند کرد. همچنین سرعت هاي بیشتر از 88 کیلومتردر ساعت هم منجر به توقف کار توربین خواهد شد. سرعت مناسب وزش باد براي استفاده از توربین هاي بادي سرعت هشت گره می باشد؛ توربین هاي بادي در این سرعت بهترین کارآیی را دارند. بنابراین یکی از پارامترهاي استفاده از توربین هاي بادي استقرار در این قبیل مکان هاست.[2]
زمان وزش باد
میزان تولید انرژي الکتریکی یک توربین بادي با مدت زمانی که باد با شدت مناسب در حال وزش است ارتباط مستقیمی دارد. از این رو یکی از پارامترهاي ارزیابی این پژوهش مدت زمان وزش باد با سرعت مناسب در نظر گرفته شده است .[3]این بازه را بر حسب مدت زمان کمتر از 4 ساعت یا بین 4 تا 6 ساعت و یا بیشتر از 6 ساعت دسته بندي کرده ایم.
انتخاب مکان مناسب از نظر ارتفاع
بدیهی است نصب توربین در مکانی که بادخیزي بالایی داشته باشد کارآیی بالاتري بدنبال خواهد داشت. انتخاب ارتفاع باید به گونه اي باشد که بیشترین راندمان را داشته باشد. توربین هاي که در ارتفاع بالاتر قرار دارند معمولا کارآیی بالاتري دارند . این گونه توربین ها قادر هستند که انرژي بیشتري از باد جذب شود.
